Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке

(23) Приоритет В 22 С 1/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 3001,82. Бюллетень И 9 4 Дата опубликования описания 30.0182(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ОБОФОЧКОВЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ В НАГРЕВАЕМОЙ ОСНАСТКЕ Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к смесям для изготовления литейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке.Известны смеси для получения оболочковых форм и стержней, содержащие огнеупорный наполнитель, новолачную смолу и уротропин 1) .Эти смеси характеризуются низкой термостойкостью, что обусловлено наличием термических напряжений в связи с перепадом температуры по сечению оболочки. Это приводит к тому, что форма во время заливки металла растрескивается и возникает брак отливок по недоливу.Известны также составы для получения оболочковых Форм,и стержней, содержащие огнеупорный наполнитель, новолачную смолу,уротропин и технологические добавки, которые обеспечивают высокую прочность смесей при обычных и повышенных температурах. Добавки представляют собой воски или дисперсию их в воде (2).Указанные добавки способствуют увеличению физико-механических свойств смеси, но при заливке форм существенно не снижают величину возникающих термических напряжений. Приполучении отливок массой более 40 кгоболочковые формы в момент заливкиметалла растрескиваются и наблюдается брак по недоливу металла.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому результату является смесь 31для изготовления литейных оболочковыхформ и стержней в нагреваемой оснастке, содержащая, вес.В:Новолачнуюфенолоформальдегидную смолу 2-715 уротропин 0,2-07Окись железа 0,5-2,0Огнеупорныйнаполнитель ОстальноеВведение в смесь добавки окисижелеза повышает термостойкость оболочковых форм и стержней за счет того, что в области высоких температур увеличиваются теплопроводностьи теплоемкость смеси. Однако при 25 этом требуется повышенный расход связующего для достижения оптимальнойпрочности оболочек, что ухудшает качество отливок,Цель изобретения - улучшение теП ЗО лофизических свойств плакированной.900930 смеси, уменьшение склонности оболочковых форм и стержней к трещинообразованию и улучшению качества поверхности отливок из черных сплавов.Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, новолачную фенолоформальдегидную смолу, уротропин и добавку-регулятор теплофизических свойств, содержит в качестве добавки упомянутого назначения альберто- левую кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Новолачная фено- лоформальдегидная смола 2-7Уротропин 0,2-0,7Альбертолевая кислота 0,1-0,6Огнеупорныйнаполнитель Остальное Альбертолевая кислота под действием тепла заливаемого металла воспламеняется и горит улучшая тепло- передачу между песчинками смеси за счет конвекции продуктов горения, Поэтому смесь, содержащая добавку альбертолевой кислоты, обладает повышенной теплопроводностью. При этом поскольку альбертолевая кислота имеет более низкую температуру самовоспламенения (равно или меньше 760 С), чем фенолоформальдегидная смола (более 1000 С), распределение температур по сечению оболочки характеризуется незначительным перепадом, вследствие чего возникающие термические напряжения имеют малую величину. Оптимальное количество добавки составляет 0,1-0,6 мас.В песка. Оно обеспечивает улучшение всего комплекса теплофизических характеристик, вследствие чего внутренние напряжения, возникающие при термичесСодержание ингредиентов, вес.%,в смесях Ингредиенты Предлагаемая Извест 1 2 3 4 5 925 92,1 95,8 97,6 94,7 95,4 7,0 4,2 5,0 3,0 3,4 2,0 Уротропин 0,4 0,2 0,7 0,5 0,4 0,5 0,6 1,2 0,3 0,6 Кварцевый песок Новолачная смола СФ,15 Наволачная смола СФСмола ФЛс содержанием 50 альбертолевойкислоты Альбертс)левая кислота ком расширении кварца, незначительны,что способствует уменьшению склонности формы к трещинообразованию,При содержании добавки менее0,1 эффект от ее использования незначителен, так как теплопередачаза счет конвекции, связанная с горением добавки, недостаточна для улучшения теплофизических характеристикоболочковой формы. При содержаниидобавки более 0,6 снижается прочность оболочковых форм и стержнейв горячем состоянии,Альбертоли - продукты диспергирования фенольных смол в канифоли споследующей этерификацией абиетиновой кислоты, содержащейся в канифоли, глицерином.Альбертолевая кислота вводитсяв смесь либо в виде продукта, полученного при химическом взаимодейст 20 вии фенольной смолы с абиетиновойкислотой, либо в виде неразделяемойсмеси альбертолевых кислот, содержащихся в модифицированных фенольныхсмолах, например,ФЛ(ТУ 6-1025 -840-75) ФЛ(МРТУ 6-05-1131-68)с содержанием названных кислот неменее 25,П р и м е р, Плакированную смесьприготавливают по обычной методике.В опытах используются новолачные фенолоформальдегидные смолы СФ(ГОСТ 18694-73) и СФ(Ту 6-05- -232-114-77) и кварцевый песок марки Я 1 КО 10 Б. Уротропин вводят в виде водного 33-ного раствора. Песок нагре- вают до температуры 120-140 С и смешивают последовательно сначала с новолачной смолой, затем с модифициро ванной фенольной смолой, содержащейальбертолевую кислоту, затем с водным раствором уротропина.Составы предлагаемых смесей 1-5и известной 6 приведены в табл. 1.Таблица 1Ингредиенты 06 0,3 Смолистый остаток Смола ФЛс содержанием30 вес.Ъ альбертолевойкислоты 0,4 0,13 0,27 Альбертолевая кислота Смолистый остаток 0,2 0,2 Альбертолевая кислотаОкись железа,2,0 Результаты испытаний представленыв табл. 2. Т а б л и ц а 2 Показатели смесей ПредлагаемаяИзвест 2, 3 4 5 Свойства смесей Теплопроводность,(см 2 с) х 10 4йачальный прогиб образца,100 х 25 х б мм, ммДлительность начального прогиба, с 31 3510,30 36 37 40 0,33 0,31 0,30 0,25 0,35 24 21 25 22 20 32 Прочность на растяжение вгорячем состоянии,кгс/см 26,1 17,6 12,0 ф 110 18,2 11,9 Как следует из табл. 2, введение ет сопротивляемость оболочки термив смесь альбертолевой кислоты повыша 65 ческому удару в 1,5,раза (сравнить указанное количество уротропина используется для приготовления 33- ного водного раствора,в виде которо,го он вводится в процессе плакирова ния песка.Приведенные в табл. 1 составы предлагаемых смесей 1-5 характеризуются возрастающим содерканием альбер- толевой кислоты от 0,13 (смесь 1) до ЗО 0,6 вес.Ъ (смесь 5).Влияние состава песчано-смоляных смесей на горячую деформацию и образование трещин в оболочковых формах исследуют по методу одностороннего нагрева прямоугольного образца смеси размерами 100 х 25 к б мм до температуры 950-1000 С,нагружаемого сосредоточенной силой 250 г при расстоянии между опорами 75 мм, Полученные данные сопоставляют с прочностными свойствами смесей, замереннымн на стандартных образцах, изготовленных притемпературе рабочей оснастки 256 С ивыдержке при этой температуре в тече-ние 3 мин. Одновременно для расчетатеплофизических характеристик фиксируют изменение температуры по сечению оболочки на расстоянии 2,4,и6 мм от нагревателя, Качество смесидополнительно оценивают по процентуснижения брака по недоливу из-эа растрескивания формы в момент, заливкии кристаЛлизации металла (чугун ВЧ 45-5) и наличию поверхностных дефектов на отливках в виде ужимин.900930 Формула изобретения Составитель С.ТепляковРедактор Ю,Середа Техред Т. Фанта Корректор А. Гриценко Заказ 12256/6 Тираж 852 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 прочность в горячем состоянии для смог: ." 4 н 6 со сходным содержанием связующего), Добавка в смесь альбер- толевой кислоты благоприятно отракается на тепловом режиме формы (теплопроводность возрастает в 1,3 раза, температуропроводность в 1,4 раза). Смеси, содержащие добавку альберто- левой кислоты, имеют меньшую величину и длительность начального обратного прогиба (в сторону источника тепла), что свидетельствует о высокой трещиноустойчивости этих смесей.Брак по недоливу на всех предлагаемых смесях отсутствует. Пластины, изготовленные из этих смесей, не имеют поверхностных дефектов в ви де укимин.Таким образом, предлагаемая смесь обеспечивает улучшение тепло- физических свойств оболочковых форм и стержней и уменьшение их склоннос ти к трещинообразованию. За счет этого достигается улучшение качества отливок из черных сплавов, в частности исключаются дефекты отливок типа укимин и резко сокращается брак по недоливу формы. Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней в нагре ваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, новолачную фенолоформальдегидную смолу, уротропин и добавку-регулятор теплофизических свойств, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью улучшениятеплофизических свойств смеси, уменьшения склонности оболочковых форм истержней к трещинообразованию иулучшения качества поверхности отливок из черных сплавов, она содержитв качестве добавки-регулятора теплофизических свойств альбертолевуюкислоту при следующем соотношенииингредиентов, вес.Ъ:Новолачнаяфенолоформальдегидная смола 2-7Уротропин 0,2-0,7Альбертолевая кислота 01-0,6Огнеупорный наполнитель ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Соколов Н,А. Литье в оболочковые формы. М "Машиностроение",1978, с. 48-67.2. Авторское свидетельство СССР9 532449, кл. В 22 С 1/22, 1975.3. оцгпа о е -пьй 1 Сийоп о 1Епдпеегз Мипд апд МеСа 11 дгууОчзоп (Эпса), 1973, 53, Р 3,с.121-122.